(57)【要約】      （修正有）【課題】機械的に補強しつつ充分なシールド効果が得られる回路基板を提供する。【解決手段】回路基板１は、基板１０、導体回路２０、被覆層３０、および導体板４０を備えている。基板１０の一面（面Ｓ１）上には、導体回路２０が設けられている。基板１０の面Ｓ１側には、導体回路２０の一部を残して導体回路２０を覆う被覆層３０が設けられている。面Ｓ１側に設けられた被覆層３０上には、導体板４０が設けられている。導体板４０は、導体回路２０に向かって突出した突出部４２を有している。この突出部４２は、導体回路２０のうち被覆層３０によって覆われていない部分に対向する位置に設けられている。導体板４０は、突出部４２において導体回路２０のグランド回路と電気的に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一面上に設けられた導体回路と、
前記基板の前記一面側に設けられ、前記導体回路の一部を残して当該導体回路を覆う被覆層と、
前記被覆層上に設けられた導体板と、を備え、
前記導体板は、前記導体回路の前記一部に対向する部分に位置する、前記導体回路に向かって突出した突出部を有しており、
前記導体板は、前記突出部において前記導体回路と電気的に接続されていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載の回路基板において、
前記導体板の前記導体回路と反対側の面は、前記突出部の裏側に相当する部分が窪んでいる回路基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回路基板において、
前記導体板の前記突出部には、当該導体板を貫通する孔が設けられている回路基板。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載の回路基板において、
前記導体板の前記突出部における厚さと、当該導体板のうち前記被覆層上に位置する部分の厚さとは、互いに略等しい回路基板。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の回路基板において、
前記導体板の一部は湾曲しており、
当該湾曲した部分が前記突出部を構成している回路基板。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の回路基板において、
前記基板は、フレキシブル基板である回路基板。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の回路基板において、
前記導体板は、前記基板の機械的強度を補強する補強板である回路基板。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかに記載の回路基板において、
前記導体板は、ステンレス板、鉄板、銅板またはアルミ板である回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フレキシブル回路基板は、リジッド回路基板同士を電気的に接続する電線的な役割を主に担っていた。ところが、近年では、フレキシブル回路基板は、薄く、軽く、屈曲性に優れることから、携帯電話、ＰＤＡまたは液晶表示装置等のモバイル機器を中心に、リジッド回路基板の代わりに利用されてきている。そのため、フレキシブル回路基板上に電子部品を搭載することが近年急増してきている。また、最近の機器においては、デジタル化や高周波数化が進んだことに伴い、電磁波によるノイズの問題が表面化しているため、その問題に対する何らかの対策が求められている。
【０００３】
かかる対策の一つとして、フレキシブル回路基板にシールド層を設けることが考えられる（例えば、特許文献１，２）。これらの文献に記載されたフレキシブル回路基板は、基材（フレキシブル基板）と、基材の一面上に形成された導体回路と、導体回路を覆う絶縁層とを備えている。上記絶縁層のうち導体回路のグランド回路上に設けられた部分には、開口が設けられている。そして、その開口を通じて、導電性の印刷回路で形成したシールド層と上記グランド回路とを接続するとともに、そのシールド層上に絶縁層を設けた構造となっている。
【０００４】
ここで言うシールドとは、いわゆる電磁波シールドの事である。電磁波における電界をＥ、磁界をＨ、波動インピーダンスをＺｓとすると、これらの関係は一般的に次式で表される。
Ｅ＝Ｚｓ・Ｈ
【０００５】
シールド層とそれに隣接する他の層（例えば空気層）とで波動インピーダンスＺｓの差が大きい程、シールド層の電磁波に対する反射率が増大する。例えば、空気中の波動インピーダンスＺｓは真空中と同じく３７７Ωであるのに対し、金属中の波動インピーダンスＺｓは、Ｚｓ≪１と極めて小さい。したがって、シールド層の材料が金属の場合、シールド層に入射した電磁波のうちそこで反射する割合が非常に高いため、当該シールド層は、薄くても、電磁波に対し充分なシールド効果を発揮できることが知られている。
【特許文献１】実開昭６２−１２４８９６号
【特許文献２】実開昭６２−１４５３９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のとおり、フレキシブル回路基板には、コネクタ、ＩＣまたはチップ部品等の電子部品が設けられる場合がある。チップ部品とは、例えば、抵抗器またはコンデンサー等である。そして、かかる場合、電子部品を保持するのに充分な機械的強度を確保すべく、フレキシブル基板に補強板を貼着することがある。
【０００７】
このとき、シールド層上に補強板を貼着すると、補強板が剥離し易くなることがある。したがって、回路基板の信頼性という観点からは、補強板を貼着する部分にはシールド層を設けないことが好ましい。しかしながら、その場合、基板の全面にシールド層が設けられている場合と比べて、充分なシールド効果が得られないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による回路基板は、基板と、上記基板の一面上に設けられた導体回路と、上記基板の上記一面側に設けられ、上記導体回路の一部を残して当該導体回路を覆う被覆層と、上記被覆層上に設けられた導体板と、を備え、上記導体板は、上記導体回路の上記一部に対向する部分に位置する、上記導体回路に向かって突出した突出部を有しており、上記導体板は、上記突出部において上記導体回路と電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
この回路基板においては、導体板が導体回路と電気的に接続されている。これにより、当該導体板に、基板の機械的強度を補強する補強板としての機能のみならず、ノイズの原因となる電磁波を遮蔽するシールド層としての機能をも持たせることができる。このため、充分なシールド効果を有する回路基板が実現される。
【００１０】
さらに、導体板には突出部が設けられており、その突出部において導体板と導体回路とが互いに電気的に接続されている。かかる構成により、導体板の導体回路に対する接続部が平坦である場合に比して、導体板と導体回路との間の電気的な接続を一層確実に得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、充分なシールド効果を有する回路基板が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明による回路基板の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明による回路基板の一実施形態を示す断面図である。回路基板１は、基板１０、導体回路２０、被覆層３０、および導体板４０を備えている。
【００１４】
基板１０は、フレキシブル基板である。基板１０は、例えば樹脂フィルム基材である。また、樹脂フィルム基材としては、例えば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。中でも、屈曲性、弾性率および耐熱性を向上させる観点からは、ポリイミド樹脂系フィルムが特に好ましい。
【００１５】
基板１０の厚さは、特に限定されないが、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１２．５〜２５μｍである。厚さがこの範囲内であると、特に屈曲性に優れる一方で、良好な加工性を確保するのに充分な堅さが得られる。
【００１６】
基板１０の一面（面Ｓ１）上には、導体回路２０が設けられている。本実施形態において導体回路２０は、基板１０の面Ｓ２上にも設けられている。すなわち、基板１０の両面に導体回路２０が設けられている。また、基板１０には、スルーホール１２が設けられている。このスルーホール１２を通じて、面Ｓ１上の導体回路２０と面Ｓ２上の導体回路２０とが互いに電気的に接続されている。
【００１７】
基板１０の面Ｓ１側には、導体回路２０の一部を残して導体回路２０を覆う被覆層３０が設けられている。本実施形態において被覆層３０は、基板１０の面Ｓ２側にも設けられている。被覆層３０は、接着材３２および絶縁性樹脂フィルム３４を含んで構成されたカバーレイフィルムである。ただし、被覆層３０として、カバーレイフィルムを用いることは必須ではない。例えば、被覆層３０として、熱硬化性樹脂を含む液状体の樹脂組成物をスクリーン印刷法などにより形成した後に加熱硬化したものを用いてもよい。なお、曲げ特性の面からは、カバーレイフィルムを用いることが好ましい。
【００１８】
接着材３２は、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂またはポリウレタン系樹脂等の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。中でも、密着性および耐熱性の向上という観点からは、エポキシ系樹脂が特に好ましい。
【００１９】
絶縁性樹脂フィルム３４の材料としては、基板１０と同様のものを用いることができる。絶縁性樹脂フィルム３４についても、弾性率および耐熱性を向上させる観点からは、ポリイミド樹脂を含むフィルムが特に好ましい。
【００２０】
面Ｓ１側に設けられた被覆層３０上には、導体板４０が設けられている。具体的には、導体板４０は、接着剤５２によって、被覆層３０の絶縁性樹脂フィルム３４に固定されている。この導体板４０は、基板１０の機械的強度を補強する補強板である。導体板４０は、導体回路２０に向かって突出した突出部４２を有している。この突出部４２は、導体回路２０の上記一部、すなわち導体回路２０のうち被覆層３０によって覆われていない部分に対向する位置に設けられている。導体板４０は、突出部４２において導体回路２０のグランド回路と電気的に接続されている。本実施形態において突出部４２と導体回路２０とは、直接には接続されておらず、半田５４を介して接続されている。
【００２１】
導体板４０としては、金属板を用いることが好ましい。金属板としては、例えば、ステンレス板、鉄板、銅板またはアルミ板が挙げられる。これらの中でもステンレス板を用いることが特に好ましい。ステンレス板を用いることにより、板厚を薄くしても、電子部品を支えるのに充分な強度を実現することができる。導体板４０の厚さは、特に限定はされないが、好ましくは０．０２５〜２ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。導体板４０の厚さがこの範囲内にあれば、小型機器への内蔵も容易であるとともに、電子部品を支えるのに充分な強度が得られる。
【００２２】
導体板４０の導体回路２０と反対側の面Ｓ３は、突出部４２の裏側に相当する部分が窪んでいる。換言すれば、導体板４０の面Ｓ３には、窪み部４４が設けられている。本実施形態において導体板４０は、一部が湾曲しており、その湾曲した部分が上述の突出部４２および窪み部４４を構成している。また、導体板４０の突出部４２における厚さｄ１（図２参照）と、導体板４０のうち被覆層３０上に位置する部分の厚さｄ２とは、互いに略等しい。
【００２３】
基板１０の面Ｓ２側には、電子部品６０が設けられている。電子部品６０は、導体回路２０と電気的に接続されている。電子部品６０は、例えば、コネクタ、ＩＣまたはチップ部品等である。また、チップ部品とは、例えば、抵抗器またはコンデンサー等である。上述の導体板４０は、基板１０を挟んで、電子部品６０の反対側に設けられている。
【００２４】
基板１０の面Ｓ１側には、電磁波シールド層７０も設けられている。電磁波シールド層７０は、基板１０の面Ｓ１側のうち、導体板４０が設けられた領域以外の領域に設けられている。すなわち、回路基板１において、導体板４０と電磁波シールド層７０とは、互いに重なり合うことなく、別々の領域に設けられている。本実施形態において電磁波シールド層７０は、導電性の接着層７２、導電性薄膜７４および絶縁層７６を含んで構成されており、多層のフィルム状をしている。すなわち、この電磁波シールド層７０においては、絶縁層７６上に導電性薄膜７４が形成され、さらにその上に、導電粒子と接着剤とを含む導電性の接着層７２が形成されている。
【００２５】
導電性薄膜７４を構成する金属としては、金、銀、銅、チタン、アルミ、その他の合金等が挙げられる。これらの中でも、電磁波遮蔽性の向上という観点からは、銀が特に好ましい。また、上記導電粒子としては、例えば、銀または銅等の導電性材料を有しているものが好ましい。導電性薄膜７４の厚さは、好ましくは０．０１〜５０μｍ、より好ましくは０．２〜１０μｍである。
【００２６】
絶縁層７６としては、例えば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド系樹脂フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル系樹脂フィルムが挙げられる。中でも、弾性率および耐熱性の向上という観点からは、ポリイミド系樹脂からなるフィルムを用いることが特に好ましい。
【００２７】
絶縁層７６の厚さは、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１２．５〜２５μｍである。厚さが上記下限値以上であることにより、充分な絶縁性が得られる。また、厚さが上記上限値以下であることにより、充分な可撓性が得られる。
【００２８】
ただし、電磁波シールド層７０としては、導電性樹脂ペーストをスクリーン印刷法等により形成した後に加熱硬化し、さらに、その表面に絶縁樹脂インキ等を同じくスクリーン印刷法等により形成した後に加熱硬化したものを用いてもよい。なお、上述のフィルム状の電磁波シールド層の方が、工程の簡略化が可能であるという点で、シールド手段としてより好ましいものである。
【００２９】
図３および図４を参照しつつ、回路基板１の製造方法の一例を説明する。まず、基板１０の両面に銅箔２０ａが形成された両面銅張り積層板を用意する（図３（ａ））。次いで、エッチング等により、基板１０の両面の銅箔２０ａを所望の形状にパターニングする。これにより、導体回路２０が形成される（図３（ｂ））。
【００３０】
続いて、導体回路２０上に被覆層３０を形成する（図３（ｃ））。この被覆層３０の形成は、絶縁性樹脂フィルム３４に接着材３２を塗布したカバーレイフィルムを貼付することにより、行うことができる。カバーレイフィルムを形成する方法としては、熱圧成形装置により圧着する等の方法が挙げられる。この場合、圧着条件は、例えば、圧着温度８０〜２２０℃、圧着圧力０．２〜１０ＭＰａとする。
【００３１】
被覆層３０は、導体回路２０上の一部を残して形成される。すなわち、被覆層３０には、導体板４０を導体回路２０に電気的に接続するための開口部３０ａ、電子部品６０を搭載するための開口部３０ｂ、および電磁波シールド層７０を導体回路２０に電気的に接続するための開口部３０ｃが設けられる。これらの開口部３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、予めパンチング等により形成してもよいし、被覆層３０を形成した後に形成してもよい。
【００３２】
次に、導体板４０を被覆層３０に貼着するに先立って、被覆層３０上に接着剤５２を塗布するとともに、開口部３０ａ中に半田５４を設けておく（図４（ａ））。この状態で、開口部３０ａを覆うように、導体板４０を被覆層３０上に接着剤５２を介して貼着する。このとき、導体板４０の突出部４２は、半田５４を介して導体回路２０に接続される（図４（ｂ））。また、開口部３０ｃを覆うように、電磁波シールド層７０を形成する（図４（ｃ））。さらに、開口部３０ｂ中に、電子部品６０を設けることにより、図１に示す回路基板１を得る。
【００３３】
回路基板１の効果を説明する。回路基板１においては、導体板４０が導体回路２０と電気的に接続されている。これにより、導体板４０に、基板１０の機械的強度を補強する補強板としての機能のみならず、ノイズの原因となる電磁波を遮蔽するシールド層としての機能をも持たせることができる。このため、充分なシールド効果を有する回路基板１が実現されている。
【００３４】
さらに、導体板４０には突出部４２が設けられており、その突出部４２において導体板４０と導体回路２０とが互いに電気的に接続されている。かかる構成により、導体板４０の導体回路２０に対する接続部が平坦である場合に比して、導体板４０と導体回路２０との間の電気的な接続を一層確実に得ることができる。
【００３５】
この点について、図５（ａ）および図５（ｂ）を参照しつつ、より詳細に説明する。図５（ａ）において導体板９０は、突出部を有しておらず、導体回路２０に対する接続部は平坦である。この場合、導体板９０と導体回路２０との間の電気的接続を得るためには、半田５４の液面が開口部３０ａの開口面よりも高くなるように、半田５４を盛っておく必要がある。一方で、半田５４の量が多すぎれば、半田が被覆層３０上に流れ出してしまう。したがって、導体板９０と導体回路２０との間の電気的接続を得るために必要な半田の量に関して、許容範囲が比較的狭い。
【００３６】
これに対して、図５（ｂ）は、回路基板１の場合を示している。この場合、導体板４０が突出部４２を有しているため、半田５４の液面が開口部３０ａの開口面よりも低くても、導体板４０と導体回路２０との間の電気的接続を得ることができる。しかも、導体板４０を導体回路２０に接続した後も、半田５４が逃げられる空間が広いため、導体板４０と導体回路２０との間の電気的接続を得るために必要な半田の量に関する許容範囲が比較的広い。このため、回路基板１においては、導体板４０と導体回路２０との間の電気的な接続を一層確実に得ることができる。したがって、生産安定性の向上、および製造歩留まりの向上にも適した構造の回路基板１が実現されている。
【００３７】
また、半田５４の量に関して許容範囲が広いため、回路基板１の製造工程においては、半田５４の量の管理が容易となる。したがって、製造が容易な回路基板１が実現されている。
【００３８】
さらに、突出部４２が設けられていることにより、導体板４０と半田５４との接触面の一部でクラックが生じたとしても、導体板４０が平坦である場合（すなわち上記接触面も平坦である場合）に比して、そのクラックが接触面の残りの部分に伝播しにくい。すなわち、接触面が平坦であると、クラックは一定の速度ベクトルで伝播できるので、伝播に必要な破壊エネルギーが小さい。一方で、接触面が平坦でない場合には、クラックは一定の速度ベクトルで伝播できないので、伝播には大きな破壊エネルギーを必要とするからである。したがって、回路基板１は、信頼性にも優れている。
【００３９】
導体板４０の導体回路２０と反対側の面Ｓ３は、突出部４２の裏側に相当する部分が窪んでいる。このため、この窪み部４４で、導体板４０の熱膨張による応力を緩和することができる。また、かかる構造であれば、例えば平板状の導体板の一部を湾曲させることにより、突出部４２を容易に形成することができる。実際、回路基板１においては、上述のとおり、導体板４０の一部が湾曲しており、その湾曲した部分が突出部４２を構成している。
【００４０】
また、導体板４０の突出部４２における厚さと、導体板４０のうち被覆層３０上に位置する部分の厚さとは、互いに略等しい。かかる構造であれば、厚みが一様な平板状の導体板の一部を湾曲させることにより、突出部４２を形成することができる。
【００４１】
基板１０は、フレキシブル基板である。このため、基板１０の機械的強度を補強する補強板として機能する導体板４０を設けることが特に有用である。また、基板１０のうち電子部品６０が搭載された部分は、特に大きな負荷を受ける部分である。回路基板１においては、この部分を覆うように導体板４０が設けられているため、導体板４０の補強板として効果的に機能している。
【００４２】
本発明による回路基板は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図６に示すように、導体板４０と導体回路２０とは、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）５５を介して接続されていてもよい。
【００４３】
図７に示すように、導体板４０と導体回路２０とは、直接に接続されていてもよい。すなわち、同図においては、導体板４０が導体回路２０に接触しており、これにより両者間の電気的接続が図られている。なお、このとき、導体板４０と導体回路２０とを半田やＡＣＰ等の接着剤を用いて接着してもよく、接着しなくてもよい。接着した場合、両者間の電気的接続を一層確実なものとすることができる。一方、接着しない場合には、導体板４０を意図的に剥離し易くなるため、リペア性に優れた回路基板を得ることができる。
【００４４】
導体板４０に窪み部４４が設けられていることは必須ではない。したがって、図８に示すように、導体板４０は、突出部４２および窪み部４４のうち突出部４２のみを有して構成されていてもよい。
【００４５】
図９に示すように、突出部４２には、導体板４０を貫通する孔４３が形成されていてもよい。同図においては、この孔４３中にも半田５４が設けられている。このように孔４３が設けられていることにより、導体板４０を被覆層３０上に貼着した後でも、導体回路２０と突出部４２との間に、孔４３を通じて半田５４を供給することが可能となる。これにより、半田５４の量の調整が容易となるため、導体板４０と導体回路２０との間の電気的な接続を一層確実に得ることができる。また、図９に示すように、半田５４を孔４３の中まで充填することができるので、導体板４０と導体回路２０との間で一層強固な接続が得られる。
【００４６】
また、基板１０の一例としてフレキシブル基板を示したが、基板１０は、リジッド基板であってもよく、あるいはリジッド部とフレキシブル部とを併せ持つリジッドフレックス基板であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明による回路基板は、携帯電話やパソコン等の電気機器において好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による回路基板の一実施形態を示す断面図である。
【図２】導体板の構成を説明するための断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図１の回路基板の製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１の回路基板の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、図１の回路基板の効果を説明するための断面図である。
【図６】図１の回路基板の変形例を示す断面図である。
【図７】図１の回路基板の変形例を示す断面図である。
【図８】図１の回路基板の変形例を示す断面図である。
【図９】図１の回路基板の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    回路基板
１０    基板
１２    スルーホール
２０    導体回路
３０    被覆層
３２    接着材
３４    絶縁性樹脂フィルム
４０    導体板
４２    突出部
４４    窪み部
５２    接着剤
５４    半田
６０    電子部品
７０    電磁波シールド層
７２    接着層
７４    導電性薄膜
７６    絶縁層
【図１】
2006352049.tif 000003
【図２】
2006352049.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006352049.tif 000006
【図５】
2006352049.tif 000007
【図６】
2006352049.tif 000008
【図７】
2006352049.tif 000009
【図８】
2006352049.tif 000010
【図９】
2006352049.tif 000011